Вопрос 19. Гуморальная регуляция сокращения и расслабления кардиомиоцитов.

В сокращении сердечных мышечных клеток уча­ствуют два рецепторных белка: потенциалзависимый дигидропиридиновый рецептор мембраны t-трубочек и рианодиновый рецептор мембраны сарко­плазматического ретикулума. Оба белка являются медленными кальциевы­ми ионными каналами. Деполяризация мембраны кардимиоцитов при рас­пространении по их мембране потенциала действия открывают потенциал­зависимые кальциевые ионные каналы мембраны t-трубочек. Ионы каль­ция по концентрационному градиенту поступают внутрь кардиомиоцитов и связываются с кальмодулином, расположенным на рианодиновом рецепторе или кальциевом ионном канале саркоплазматического ретикулума. Белок кальмодулин открывает кальциевые ионные каналы саркоплазматического ретикулума, и концентрация ионов Са²⁺ в саркоплазме повышается до по­роговой (примерно 1 мкМ/л). Кальмодулин осуществляет взаимодействие в кардиомиоцитах между дигидропиридиновыми рецепторами мембраны t- трубочек и рианодиновыми рецепторами мембраны саркоплазматического ретикулума, за счет его активации внеклеточными ионами Са²⁺. Открытие кальциевых ионных каналов саркоплазматического ретикулу­ма в кардиомиоцитах при участии белка кальмодулина вызывает выход этих ионов в межфибриллярное пространство кардиомиоцитов. В кардиомиоцитах ионы кальция связываются с субъединицей С тропонина тропомиозинового комлекса. Связывание ионов Са²⁺ с тропонином С уменьшает плотность электростатической связи тропонина Т и тропомиозина относительно тон­ких филаментов и тропомиозиновый комплекс, смещаясь с перифериче­ской части глобулярного актина в зону контакта двух белковых нитей спи­рали актинового филамента, открывает на нем места связывания головок поперечных мостиков миозина с актином.

Основной процесс, определяющий расслабление кардиомиоцитов, — это удаление ионов Кальция из саркоплазмы. При этом комплексы Са²⁺ с тропонином С распадаются, тропомиозин смещается по отношению к актиновым филаментам и закрывает их активные центры — сокращение прекращается. Существует три механизма удаления ионов Са²⁺ из саркоплазмы кардиомиоцитов:

1) Са-насосы плазматической мембраны и саркоплазматического ретикулума. Удаляют Са²⁺ во внеклеточную среду и цистерны саркоплазматического ретикулума. Составной их частью является Са-АТФ-аза, которая для осуществления активного транспорта ионов Са²⁺ использует энергию АТФ;

2) Na-Ca-обменный механизм. Удаляет ионы Са²⁺ во внеклеточную среду. Является разновидностью вторичного активного транспорта (антипорта). Использует энергию градиента концентраций ионов натрия по обе стороны плазматической мембраны, поэтому зависит от работы Na-K-насоса, создающего этот градиент;

3) Са-аккумулирующая функция митохондрий. Активируется только при значительном повышении содержания ионов Са²⁺ в саркоплазме, что чаще всего бывает в условиях патологии. Удаление Са²⁺ из саркоплазмы в матрикс митохондрий происходит за счет энергии, освобождающейся в процессе транспорта электронов по дыхательной цепи.